(本小题满分12分)如图所示,已知 中, AB=2OB=4,D为AB的中点,若 是 绕直线AO旋转而成的,记二面角B—A

(本小题满分12分)如图所示,已知 中, AB=2OB=4,D为AB的中点,若 绕直线AO旋转而成的,记二面角B—AO—C的大小为 (I)若 ,求证:平面 平面AOB;(II)若 时,求二面角C—OD—B的余弦值的最小值。
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hh小混混 幼苗

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解法一:(I)如图所示,以O为原点,在平面OBC内垂直于OB的直线为x轴,
OB,OA所在的直线分别为y轴,z轴建立空间直角坐标系O-xyz,

则A(0,0,2 ),B(0,2,0),D(0,1, ),C(2sinθ,2cosθ,0).
=(x,y,z)为平面COD的一个法向量,
,得 ,……3分
取z=sinθ,则 =( cosθ,- sinθ,sinθ)=(0,- ,1)
因为平面AOB的一个法向量为 =(1,0,0),得 · =0,
因此平面COD⊥平面AOB. ……6分
(II)设二面角C-OD-B的大小为α,由(1)得
当θ= 时,cosα=0;当θ∈( ]时,tanθ≤-
cosα= =- ,……10分

故- ≤cosα<0.因此cosα的最小值为-
综上,二面角C-OD-B的余弦值的最小值为- . ……12分
解法二:(I)因为AO⊥OB,二面角B-AO-C为 , ……3分
所以OB⊥OC,又OC⊥OA,所以OC⊥平面AOB
所以平面AOB⊥平面CO D.……6分
(II)当θ= 时,二面角C-OD-B的余弦值为0;……7分
当θ∈( ]时,过B作OD的垂线,垂足为E,
过C作OB的垂线,垂足为F,过F作OD的垂线,垂足为G,连结CG,
则∠CGF的补角为二面角C-OD-B的平面角.
在Rt△OCF中,CF=2sinθ,OF=-2cosθ,
在Rt△CGF中,GF=OFsin =- cosθ,CG=
所以cos∠CGF=

1年前

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